KR101446091B1 - Process and apparatus for fabrication of three-dimensional objects - Google Patents

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Abstract

제1 폴리머층을 부착하고, 제1 폴리머층 상에 제1 잉크층을 인쇄하고, 제1 잉크층 상에 제2 폴리머층을 부착하고, 제2 폴리머층 상에 제2 잉크층을 인쇄함으로써 3차원 물체를 생산하는 제작 방법 및 장치가 개시된다. 부착 및 인쇄 단계들은 3차원 물체가 형성될 때까지 반복될 수 있다. 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상을 형성하는데 사용되는 잉크는 3차원 물체가 컬러 3차원 물체일 수 있도록 염료 또는 안료를 포함할 수 있다.By attaching a first polymer layer, printing a first ink layer on the first polymer layer, attaching a second polymer layer on the first ink layer, and printing a second ink layer on the second polymer layer, A manufacturing method and apparatus for producing a dimensional object are disclosed. Attachment and printing steps can be repeated until a three-dimensional object is formed. The ink used to form at least one of the first and second ink layers may comprise a dye or pigment such that the three-dimensional object is a color three-dimensional object.

Description

3차원 물체 제작 방법 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR FABRICATION OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-dimensional object manufacturing method and apparatus,

[관련 출원][Related Application]

본 출원은 전문이 본 명세서에 참조로서 편입되는 2010년 10월 27일 출원된 미국 특허 출원 No. 61/407,401 및 2011년 3월 10일 출원된 미국 특허 출원 No. 61/415,350의 우선권을 주장한다.
This application claims the benefit of U.S. Provisional Application Nos. 10 / 380,102, filed October 27, 2010, which is incorporated herein by reference in its entirety. 61 / 407,401, filed March 10, 2011; 61 / 415,350.

[기술분야][TECHNICAL FIELD]

본 개시 내용은 폴리머 계열의 재료로부터 3차원 대상을 제작하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템을 갖는 3차원 제작 장치에 관한 것이다.
The present disclosure relates to a method and apparatus for fabricating a three-dimensional object from polymeric materials. More particularly, the present invention relates to a three-dimensional production apparatus having a printhead and an ink delivery system.

CAD(Computer Aided Design) 솔리드 모델링 시스템을 이용하여, CAD 출력 데이터를 3차원의 물리적인 물체로 변형할 수 있게 하는 새로운 분야의 제조 기술이 생겨났다. 이러한 기술은 자유 형상 제작(solid freeform fabrication) 또는 층 제조이라 하며, 일반적으로 층별(layer-by-layer) 및 점별(point-by-point) 기반으로 물체를 형성하는 것을 수반한다. 상업적으로 사용 가능한 자유 형상 제작 시스템은 스테레오 리소그라피(stereo lithography), 선택적인 레이저 소결(selective laser sintering), 라미네이트형 물체 제조(laminated object manufacturing) 및 융합 부착 모델링(fused deposition modeling)을 포함한다. 자유 형상 제작 시스템의 다른 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있다.
CAD (Computer Aided Design) Using a solid modeling system, a new field of manufacturing technology has emerged that allows CAD output data to be transformed into three-dimensional physical objects. These techniques are referred to as solid freeform fabrication or layer fabrication and generally involve forming objects on a layer-by-layer and point-by-point basis. Commercially available freeform fabrication systems include stereo lithography, selective laser sintering, laminated object manufacturing, and fused deposition modeling. Other examples of free form production systems are known to those of ordinary skill in the art.

물체를 3차원으로 자동으로 형성하는 것은 CAD 데이터 베이스를 검증하고, 심미감을 평가하고, 디자인의 에르고노믹스를 검사하고, 도구 및 설치물 디자인에 도움을 주고, 개념적 모델 및 판매/마케팅 도구를 형성하고, 매몰 주조를 위한 패턴을 생성하고, 생산에 있어서의 엔지니어링 변경을 감소시키거나 제거하고, 작은 생산적 운전을 제공한다.
Automatically building objects in three dimensions can be used to validate CAD databases, evaluate aesthetics, inspect ergonomics of designs, aid in tool and fixture design, form conceptual models and sales / marketing tools, Generate patterns for investment casting, reduce or eliminate engineering changes in production, and provide small productive operations.

본 발명의 양태는 3차원 물체의 제작에 관한 것이다. 3차원 물체는 높은 해상도의 컬러를 가질 수 있다.
An aspect of the invention relates to the production of a three-dimensional object. A three-dimensional object can have a high resolution color.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 3차원 제작 방법은, (a) 제1 폴리머층을 부착하는 단계; (b) 제1 폴리머층 상에 제1 잉크층을 인쇄하는 단계; (c) 제1 잉크층 상에 제2 폴리머층을 인쇄하는 단계; 및 (d) 제2 폴리머층 상에 제2 잉크층을 부착하는 단계를 포함한다.
According to a first aspect of the present invention, a three-dimensional fabrication method comprises: (a) attaching a first polymer layer; (b) printing a first ink layer on the first polymer layer; (c) printing a second polymer layer on the first ink layer; And (d) depositing a second ink layer on the second polymer layer.

일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층은 각각 복수의 잉크층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 폴리머층은 각각 복수의 폴리머층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층을 형성하는 것은 안료, 염료 및 촉매 중 하나 이상을 함유하는 잉크를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 촉매는 무전해 금속화 촉매일 수 있다. 일부 실시예에서, 무전해 금속화 촉매는 팔라듐, 루테늄, 플래티넘, 은, 오스뮴, 이리듐 및 코발트로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 무전해 금속화 촉매는 팔라듐 또는 은일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상을 형성하는 것은 컬러 잉크를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상은 제1 및 제2 폴리머층 중 하나 이상의 주변 에지를 따라 부착된다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상을 형성하는 것은 폴리머 용해도 파라미터에 관한 잉크 용해도 파라미터에 기초하여 선택된 잉크를 이용하는 것을 포함할 수 있다.
In some embodiments, the first and second ink layers may each comprise a plurality of ink layers. In some embodiments, the first and second polymer layers may each comprise a plurality of polymer layers. In some embodiments, forming the first and second ink layers may comprise using an ink containing at least one of a pigment, a dye and a catalyst. In some embodiments, the catalyst may be an electroless metallization catalyst. In some embodiments, the electroless metallization catalyst may be selected from the group consisting of palladium, ruthenium, platinum, silver, osmium, iridium and cobalt. In some embodiments, the electroless metallization catalyst may be palladium or silver. In some embodiments, forming one or more of the first and second ink layers may comprise using color ink. In some embodiments, at least one of the first and second ink layers is attached along at least one peripheral edge of the first and second polymer layers. In some embodiments, forming one or more of the first and second ink layers may comprise using the selected ink based on the ink solubility parameter with respect to the polymer solubility parameter.

일부 실시예에서, 제1 및 제2 폴리머층 중 하나 이상을 형성하는 것은, 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 환상 올레핀 폴리머 및 코폴리머, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 액정 폴리머 수지, 폴리에테르 에테르 케톤, 열가소성 엘라스토머, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 다알릴 프탈레이트 수지, 셀룰로즈 플라스틱, 로진 변성 말레산 수지, 그 코폴리머, 콜라겐, 엘라스틴, 히드로겔, 크세로겔, 폴리카프로락톤, 폴리(D,L,-락티드-코-글라이콜라이드), 폴리악티드, 폴리(락티드-코-카프로락톤) 및 그 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 폴리머 재료를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 폴리머층 중 하나 이상을 형성하는 것은 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌(ABS)를 이용하는 것을 포함한다.
In some embodiments, forming one or more of the first and second polymer layers may be accomplished using at least one of acrylonitrile butadiene styrene, polyacrylates, polyolefins, cyclic olefin polymers and copolymers, polycarbonates, polyamides, polyimides, Polyvinyl chloride, polysulfone, polyurethane, polyamide, polyester, epoxy resin, silicone resin, polyaryl phthalate resin, cellulose plastic, polyvinyl chloride resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl chloride resin, polybutylene terephthalate, liquid crystal polymer resin, polyetheretherketone, thermoplastic elastomer, polystyrene, ( D, L , -Lactide-co-glycolide), polyactide, poly (lactide-co-glycolide), maleic anhydride copolymers, - co-caprolactone), and combinations thereof. In some embodiments, forming one or more of the first and second polymer layers includes using acrylonitrile butadiene styrene (ABS).

일부 실시예에서, 3차원 제작 방법은 3차원 물체이 완성될 때까지 단계 (a) 내지 (d)를 반복하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 지지 구조체가 3차원 제작 과정 동안 3차원 물체에 인접하게 형성된다. 일부 실시예에서, 지지 구조체는 3차원 물체로부터 제거될 수 있다. 일부 실시예에서, 이형성 잉크층이 3차원 물체와 지지 구조체 사이에 인쇄될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체를 형성하는 것은 3차원 물체를 형성하는데 사용되는 폴리머 재료와 유사한 폴리머 재료를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리머 재료는 수용성 폴리머, 용제 용해성 폴리머 또는 알칼리 용해성 폴리머인 폴리머 재료일 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체는 지지 구조체 내에 포함된 폴리머 재료에서 용해 가능한 하나 이상의 성분을 포함하는 외부 잉크층을 가진다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 성분은 지지 구조체의 폴리머 재료의 용해를 가속시키거나, 또는 다른 실시예에서, 하나 이상의 성분은 지지 구조체의 폴리머 재료의 용해 전에 외부 잉크층이 용해되게 한다.
In some embodiments, the three-dimensional fabrication method further includes repeating steps (a) through (d) until the three-dimensional object is completed. In some embodiments, the support structure is formed adjacent to the three-dimensional object during the three-dimensional fabrication process. In some embodiments, the support structure can be removed from the three-dimensional object. In some embodiments, the releasable ink layer may be printed between the three-dimensional object and the support structure. In some embodiments, forming the support structure may include using a polymeric material similar to the polymeric material used to form the three-dimensional object. In some embodiments, the polymeric material may be a polymeric material that is a water soluble polymer, a solvent soluble polymer, or an alkali soluble polymer. In some embodiments, the support structure has an outer ink layer comprising one or more components soluble in the polymeric material contained within the support structure. In some embodiments, the one or more components accelerate the dissolution of the polymeric material of the support structure, or in another embodiment, the at least one component causes the external ink layer to dissolve prior to dissolution of the polymeric material of the support structure.

일부 실시예에서, 오버코트층이 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상에 가해진다. 일부 실시예에서, 오버코트층은 래커(lacquer)이다. 일부 실시예에서, 오버코트층은 형성된 3차원 물체에 가해진다. 일부 실시예에서, 오버코트층은 투명 또는 반투명 폴리머 재료이다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상이 열원, 에너지원 또는 그 조합으로 처리된다. 일부 실시예에서, 열원은 대류, 전도, 복사 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 에너지원은 전자기 에너지원일 수 있다. 일부 실시예에서, 전자기 에너지원은, 적외선, 근적외선, 가시광선, 자외선, 고주파, 극초단파 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상의 인쇄는 3차원 인쇄 장치를 광학적으로 정렬하는데 사용될 수 있는 목표 패턴을 형성한다.
In some embodiments, an overcoat layer is applied to at least one of the first and second ink layers. In some embodiments, the overcoat layer is a lacquer. In some embodiments, the overcoat layer is applied to the formed three-dimensional object. In some embodiments, the overcoat layer is a transparent or translucent polymeric material. In some embodiments, at least one of the first and second ink layers is treated with a heat source, an energy source, or a combination thereof. In some embodiments, the heat source may be selected from the group consisting of convection, conduction, radiation, and combinations thereof. In some embodiments, the energy source may be an electromagnetic energy source. In some embodiments, the electromagnetic energy source may be selected from the group consisting of infrared, near infrared, visible, ultraviolet, high frequency, microwave, and combinations thereof. In some embodiments, printing of one or more of the first and second ink layers forms a target pattern that can be used to optically align the three-dimensional printing device.

일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상은 이형성 잉크 또는 가소성 잉크를 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상의 제1 부분을 형성하는 것은 제1 잉크를 이용하는 것을 포함하고, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상의 제2 부분을 형성하는 것은 제2 잉크를 이용하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 잉크는 가소성 잉크이고, 제2 잉크는 제1 잉크보다 더 높은 농도의 가소제를 갖는 가소성 잉크이다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크는 잉크층의 제1 부분과 제2 부분 사이에 상이한 표면 특성을 제공한다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상을 형성하는 것은 3차원 물체 상에 매끄러운 표면을 형성하는 가소성 잉크를 이용하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상을 형성하는 것은 제1 및 제2 폴리머층에서 용해 가능한 하나 이상의 성분을 함유하는 잉크를 이용하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층 중 하나 이상을 형성하는 것은 활성 성분을 함유하는 잉크를 이용하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 활성 성분은 소염제 성분, 위 내막 성장 억제 성분, 혈액 응고 방지제, 항체, 면역 억제 성분, 화학 요법 약제 또는 그 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 활성 성분은, 줄기 세포, 연골 세포, 골 세포, 근육 세포, 피부 세포, 췌장 세포, 신장 세포, 간 세포, 신경 세포 또는 그 조합을 포함하는 세포 배양체일 수 있다.
In some embodiments, at least one of the first and second ink layers comprises a releasable ink or a plastic ink. In some embodiments, forming the at least one first portion of the first and second ink layers comprises using a first ink, and wherein forming at least one second portion of the first and second ink layers comprises forming a second portion Ink. In some embodiments, the first ink is a plastic ink, and the second ink is a plastic ink having a higher concentration of plasticizer than the first ink. In some embodiments, the first and second inks provide different surface properties between the first and second portions of the ink layer. In some embodiments, forming one or more of the first and second ink layers comprises using a plastic ink that forms a smooth surface on the three-dimensional object. In some embodiments, forming one or more of the first and second ink layers comprises using an ink containing one or more components soluble in the first and second polymer layers. In some embodiments, forming one or more of the first and second ink layers comprises using an ink containing an active ingredient. In some embodiments, the active ingredient may be an anti-inflammatory agent, a gastrin antioxidant, an anticoagulant, an antibody, an immunosuppressive agent, a chemotherapeutic agent, or a combination thereof. In some embodiments, the active ingredient can be a cell culture comprising stem cells, cartilage cells, bone cells, muscle cells, skin cells, pancreatic cells, kidney cells, liver cells, neurons, or combinations thereof.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 3차원 제작 장치는, (a) 폴리머 부착 장치; 및 (b) 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템을 포함하는 잉크 인쇄 장치를 포함한다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치는 폴리머 부착 장치에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리머 부착 장치는 압출기를 포함하고, 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템은 압출기에 부착된다. 다른 실시예에서, 폴리머 부착 장치는 압출기를 포함하고, 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템은 압출기로부터 분리되어 폴리머 부착 장치에 부착된다.
According to another aspect of the present invention, a three-dimensional manufacturing apparatus includes: (a) a polymer adhering apparatus; And (b) an ink printing apparatus comprising a printhead and an ink delivery system. In some embodiments, the printing device may be attached to a polymer attachment device. In some embodiments, the polymer adhering apparatus includes an extruder, and the printhead and ink delivery system are attached to the extruder. In another embodiment, the polymer adhering apparatus includes an extruder, and the printhead and ink delivery system are detached from the extruder and attached to the polymer adhering apparatus.

일부 실시예에서, 폴리머 부착 장치는 융합 부착 모델링(fused deposition modeling) 장치, 라미네이트형 물체 제조(laminated object manufacturing) 장치 및 포토폴리머 3차원 부착 장치를 갖는 그룹으로부터 선택된다. 일부 실시예에서, 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템은 열 프린트 헤드(thermal print head), 압전 프린트 헤드(piezo print head), MEMS 프린트 헤드 및 정전 프린트 헤드(electrostatic print head)를 포함하는 그룹으로부터 선택된 프린트 헤드를 포함한다. 일부 실시예에서, 프린트 헤드 및 잉크 운반 장치는, 플로터 스타일 단일 노즐 유닛, 연속 잉크젯 및 드랍 온 디맨드형(drop on demand) 시스템을 갖는 그룹으로부터 선택된 프린트 헤드를 포함한다.
In some embodiments, the polymer attachment device is selected from the group of fused deposition modeling devices, laminated object manufacturing devices, and photopolymer three dimensional attachment devices. In some embodiments, the printhead and ink delivery system includes a printhead selected from the group comprising a thermal print head, a piezo print head, a MEMS printhead, and an electrostatic print head. . In some embodiments, the printhead and ink delivery apparatus include a printhead selected from the group having a plotter style single nozzle unit, a continuous ink jet and a drop on demand system.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 3차원 물체의 3차원 제작을 위한 잉크 선택 방법은, (a) 폴리머를 선택하는 단계; (b) 폴리머의 한센 용해도 파라미터를 계산하는 단계; (c) 잉크를 선택하는 단계; (d) 잉크의 한센 용해도 파라미터를 계산하는 단계; (e) 폴리머의 한센 용해도 파라미터를 잉크의 한센 용해도 파라미터에 비교하여 잉크가 이형성 잉크이어야 하는지 또는 가소성 잉크이어야 하는지 판단하는 단계; 및 (f) 폴리머 및 잉크를 이용하여 3차원 제작에 의해 3차원 물체를 형성하는 단계를 포함한다.
According to another aspect of the present invention, an ink selection method for three-dimensional production of a three-dimensional object comprises the steps of: (a) selecting a polymer; (b) calculating a Hansen solubility parameter of the polymer; (c) selecting ink; (d) calculating a Hansen solubility parameter of the ink; (e) comparing the Hansen solubility parameter of the polymer to the Hansen solubility parameter of the ink to determine whether the ink should be a releasable ink or a plastic ink; And (f) forming a three-dimensional object by three-dimensional fabrication using a polymer and an ink.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 3차원 제작 방법은, (a) 제1 폴리머층을 부착하여 3차원 물체를 형성하는 단계; 및 (b) 잉크층을 3차원 물체 상에 인쇄하여 쉘을 형성하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 3차원 제작 방법은 쉘에 하나 이상의 제2 폴리머층을 부착하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 제2 폴리머층은 투명 또는 반투명 폴리머 재료를 이용하여 형성된다.
According to another aspect of the present invention, a three-dimensional manufacturing method includes the steps of: (a) attaching a first polymer layer to form a three-dimensional object; And (b) printing the ink layer on the three-dimensional object to form a shell. In some embodiments, the three-dimensional fabrication method further comprises attaching one or more second polymer layers to the shell. In some embodiments, the second polymer layer is formed using a transparent or translucent polymeric material.

본 명세서에 개시된 본 발명의 이점 및 특징과 함께 이와 같은 그리고 다른 양태는 이어지는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 참조하여 명백하게 될 것이다. 또한, 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예들의 특징은 상호 배제적이지 않으며 다양하게 조합되거나 및 변경되어 존재할 수 있다.
These and other aspects, together with advantages and features of the invention disclosed herein will become apparent by reference to the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings. Also, the features of the various embodiments described herein are not mutually exclusive and may be variously combined and altered.

도면에서, 일반적으로 유사한 도면 부호는 상이한 도면 전반에 걸쳐서 동일한 부분을 나타낸다. 또한, 도면은 반드시 배율에 맞을 필요는 없으며, 그 대신에 본 발명의 원리를 예시하도록 강조될 수 있다. 이어지는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서, 본 발명의 다양한 실시예가 다음의 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 종래 기술에 따른 필라멘트 부착 모델링 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 양태에 따른 제작 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 제작 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
도 4는 2개의 폴리머 층 사이의 가소성 잉크의 개략적인 표현을 도시한다.
도 5는 2개의 폴리머 층 사이의 이형성 잉크의 개략적인 표현을 도시한다.
도 6은 수학식 D(I-P) = [4(δdi - δdp)2 + (δpi - δpp)2 + (δhi - δhp)2]0.5에 의해 정의되는 바와 같이 잉크와 폴리머의 상호 작용의 그래프 표현을 도시한다.In the drawings, like reference numerals generally denote like parts throughout the different views. Also, the figures are not necessarily to scale, and instead can be emphasized to illustrate the principles of the invention. In the following detailed description, various embodiments of the present invention will be described with reference to the following drawings.
Fig. 1 shows a schematic configuration of a filament attachment modeling apparatus according to the prior art.
2 shows a schematic configuration of a manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention.
3 shows a schematic configuration of a manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention.
Figure 4 shows a schematic representation of a plastic ink between two polymer layers.
Figure 5 shows a schematic representation of a releasable ink between two polymer layers.
6 is a graph showing the relationship between D (IP) = [4 (? D i -? d p) 2 + (? p i -? p p) 2 + (? h i - δ p h) 2] shows a graphical representation of the interaction of the ink and the polymers as defined by 0.5.

다양한 3차원 객체를 생산할 수 있는 3차원 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 새로운 방법 및 장치에 대한 실시예의 적어도 일부는 높은 해상도의 컬러 조작 능력을 제공할 수 있다. 새로운 방법 및 장치에 대한 실시예의 적어도 일부는 기능적인 3차원 물체를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 개시된 3차원 제조 방법 및 장치 중 일부 또는 전부의 추가적인 특징 및 이점은 예시적이고 비한정적인 예들에 대한 요약 및 설명의 이점이 제공되는 경우에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 될 것이다.
It would be desirable to provide a three-dimensional manufacturing method and apparatus capable of producing various three-dimensional objects. At least some of the embodiments of the new method and apparatus can provide high resolution color manipulation capabilities. At least some of the embodiments of the new method and apparatus can provide a functional three-dimensional object. Additional features and advantages of some or all of the three-dimensional fabrication methods and apparatus disclosed herein are set forth in the appended claims, if they are to be construed in a manner that is familiar to those skilled in the art to which the invention pertains, It will be clear to those who are.

본 발명은 3차원 물체를 제조하는 방법 및 장치를 제공한다.
The present invention provides a method and apparatus for manufacturing a three-dimensional object.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "3차원 제작(three-dimensional fabrication)"은 층별로 3차원 물체를 형성하는 방법을 지칭하는데 사용된다. 3차원 제작은 3차원 물체를 형성하기 위하여 적어도 하나의 폴리머층을 부착하고 적어도 하나의 잉크층 인쇄하는 것의 조합을 지칭한다. 여기에서 사용되는 바와 같이, "층(layer)"은 부착 장치 또는 인쇄 장치의 단일 패스에 의해 형성된다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 폴리머층과 적어도 하나의 잉크층은 임의의 순서로 부착되고 인쇄될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 잉크층이 인쇄되기 전에 여러 폴리머층이 부착될 수 있다. 다른 실시예에서, 폴리머층 및 잉크층은 개별 또는 여러 층에 의해 번갈아 형성될 수 있다. 융합 부착 모델링(fused deposition modeling), 라미네이트형 물체 제조(laminated object manufacturing), 스테레오 리소그라피(stereo lithography) 및 선택적인 레이저 소결(selective laser sintering)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 부착 방법이 본 발명이 속하는 기술분야에 알려져 있다.
As used herein, "three-dimensional fabrication" is used to refer to a method of forming a three-dimensional object layer by layer. Three-dimensional fabrication refers to a combination of attaching at least one polymer layer and printing at least one ink layer to form a three-dimensional object. As used herein, a "layer" is formed by a single pass of an attachment device or a printing device. In some embodiments, at least one polymer layer and at least one ink layer may be attached and printed in any order. For example, in some embodiments, multiple layers of polymer may be attached before the ink layer is printed. In another embodiment, the polymer layer and the ink layer may be formed alternately by individual or multiple layers. Various attachment methods, including, but not limited to, fused deposition modeling, laminated object manufacturing, stereo lithography, and selective laser sintering, Known in the art.

일부 실시예에서, 융합 부착 모델링에 대하여 사용되는 것과 같은 3차원 부착 장치는 폴리머를 제공하는 압출기 조립체를 포함한다. 일부 실시예에서, 폴리머는 층별 프로세스로 빌드 플랫폼(build platform) 상에서 3차원 대상을 형성한다. 일부 실시예에서, 3차원 객체의 형성이 완료되면, 물체는 빌드 플랫폼에서 제거될 수 있고, 새로운 프로젝트가 시작할 수 있다. 일부 실시예에서, 압출기 조립체는 고정될 수 있거나, XY 축으로의 이동, X 축 또는 Y 축으로만의 이동 및/또는 회전 이동이나 각 운동을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 빌드 플랫폼은 일반적으로 Z축으로의 연동된 이동 옵션을 가진다. 또한, 다른 실시예에서, 다른 이동이 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, Z 축에서의 각각의 이동은 3차원 물체의 제조를 위한 특정의 층 두께에 대응할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 빌드 플랫폼은 XY 축으로의 이동, X 축 또는 Y 축으로만의 이동 및/또는 회전 이동이나 각 운동을 허용할 수 있다.
In some embodiments, a three dimensional attachment device, such as that used for fusion attachment modeling, comprises an extruder assembly that provides a polymer. In some embodiments, the polymer forms a three-dimensional object on a build platform in a layered process. In some embodiments, once the formation of the three-dimensional object is complete, the object may be removed from the build platform and a new project may begin. In some embodiments, the extruder assembly may be fixed, or may allow movement in the X and Y axes, movement only in the X or Y axis and / or rotational movement or angular movement. In some embodiments, the build platform generally has an interlocked movement option in the Z axis. Also, in other embodiments, other movements may be provided. In some embodiments, each movement in the Z-axis may correspond to a particular layer thickness for the production of a three-dimensional object. Further, in some embodiments, the build platform may allow movement in the XY axis, movement in the X or Y axis only, and / or rotational movement or angular movement.

공지된 융합 부착 모델링 장치가 도 1에 도시된다. 압출기 조립체(12)는 층별 프로세스에서 폴리머(14)를 빌드 플랫폼(18) 상에 제공하여 3차원 물체(16)를 형성한다. 3차원 물체(16)는 완성되기만 하면 빌드 플랫폼(18)으로부터 제거될 수 있고, 새로운 프로젝트가 시작할 수 있다.
A known fusion attachment modeling device is shown in FIG. The extruder assembly 12 provides the polymer 14 on a build platform 18 in a layered process to form a three-dimensional object 16. Once the three-dimensional object 16 is completed, it can be removed from the build platform 18 and a new project can begin.

본 발명의 일부 실시예에서, 3차원 제조 장치는 부착 장치와 인쇄 장치를 포함한다. 일부 실시예에서, 부착 장치는 융합 부착 모델링에 대하여 사용되는 것과 유사할 수 있다. 일부 실시예에서, 부착 장치는 폴리머를 제공하는 압출기 조립체를 포함한다. 일부 실시예에서, 폴리머는 층별 프로세스로 빌드 플랫폼 상에서 3차원 물체를 형성한다. 일부 실시예에서 인쇄 장치는 3차원 제작 장치를 이용하여 임의의 3차원 물체를 제조하는 동안 다양한 잉크를 부착하기 위한 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템을 포함한다. 일부 실시예에서, 압출기 조립체는 고정될 수 있거나, XY 축으로의 이동, X 축 또는 Y 축으로만의 이동 및/또는 회전 이동이나 각 운동을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 빌드 플랫폼은 일반적으로 Z축으로의 연동된 이동 옵션을 가진다. 더하여, 다른 실시예에서, 빌드 플랫폼은 XY 축으로의 이동, X 축 또는 Y 축으로만의 이동 및/또는 회전 이동이나 각 운동을 허용할 수 있다.
In some embodiments of the present invention, the three-dimensional manufacturing apparatus includes an attachment apparatus and a printing apparatus. In some embodiments, the attachment device may be similar to that used for fusion attachment modeling. In some embodiments, the attachment device includes an extruder assembly that provides a polymer. In some embodiments, the polymer forms a three-dimensional object on a build platform in a layered process. In some embodiments, the printing apparatus includes a printhead and an ink delivery system for attaching various inks while manufacturing any three-dimensional object using a three-dimensional production apparatus. In some embodiments, the extruder assembly may be fixed, or may allow movement in the X and Y axes, movement only in the X or Y axis and / or rotational movement or angular movement. In some embodiments, the build platform generally has an interlocked movement option in the Z axis. In addition, in other embodiments, the build platform may allow movement in the XY axis, movement in the X or Y axis only, and / or rotational movement or angular movement.

일부 실시예에서, 3차원 물체가 제작됨에 따라, 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템은 층별 방식으로 잉크를 부착할 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크는 색상 잉크 및/또는 기능성 잉크일 수 있다. 일부 실시예에서, 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템은 고정될 수 있거나, XY 축으로의 이동, X 축 또는 Y 축으로만의 이동 및/또는 회전 이동이나 각 운동을 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크의 인쇄는 광 리미트 스위치 또는 선형 인코더에 의해 트리거될 수 있다.
In some embodiments, as the three-dimensional object is fabricated, the printhead and ink delivery system can adhere ink in a layered manner. In some embodiments, the ink may be a color ink and / or a functional ink. In some embodiments, the printhead and ink delivery system may be stationary, or may allow movement in the X and Y axes, movement only in the X or Y axis and / or rotational movement or angular movement. In some embodiments, the printing of the ink may be triggered by an optical limit switch or a linear encoder.

융합 부착 모델링과 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템을 갖는 인쇄 장치에 대하여 사용된 것과 유사한 부착 장치를 구비하는 3차원 제작 장치의 개략도가 도 2에 제공된다. 3차원 제작 장치는 층별 프로세스에서 폴리머(34)를 제공하는 압출기 조립체(32)를 포함하여 빌드 플랫폼(38) 상에 3차원 물체(36)를 형성한다. 또한, 제작 장치는 형성 프로세스 동안에 층별 프로세스에서 3차원 물체(36) 상에 잉크를 제공하는 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템(40)을 구비한다.
A schematic view of a three-dimensional production apparatus having an attachment apparatus similar to that used for a printing apparatus having a fusion attachment modeling and a print head and an ink delivery system is provided in Fig. The three-dimensional building apparatus includes an extruder assembly 32 that provides a polymer 34 in a layered process to form a three-dimensional object 36 on the build platform 38. The fabrication apparatus also includes a printhead and an ink delivery system 40 that provide ink on the three-dimensional object 36 in a layered process during the forming process.

일부 실시예에서, 프린터 헤드와 잉크 운반 장치를 갖는 인쇄 장치는 압출기를 갖는 부착 장치와 동일한 기구에 부착되어, 부착 장치와 함께 이동한다. 다른 실시예에서, 인쇄 장치는 3차원 제작 장치에 부착된 독립적으로 이동하거나 고정된 기구에 부착된다. 다른 실시예에서, 인쇄 장치는 부착 장치에 대하여 정렬되지만 부착 장치에 부착되지 않는다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치는, 압전 프린트 헤드(piezo print head), 열 프린트 헤드(thermal print head), MEMS 프린트 헤드, 정전 프린트 헤드(electrostatic print head) 또는 그 조합일 수 있는 프린트 헤드(들)를 포함한다. 다른 실시예에서, 인쇄 장치는 플로터 타입의 단일 노즐 유닛, 연속 잉크젯 또는 드랍 온 디맨드형(drop on demand) 시스템일 수 있는 프린트 헤드를 포함한다. 일부 실시예에서, 인쇄 장치의 프린트 헤드는 부착 장치의 압출기에 대하여 +45 내지 -45도 범위 내의 임의의 각도로 위치 설정될 수 있다.
In some embodiments, a printing apparatus having a printer head and an ink carrier is attached to the same apparatus as the apparatus having an extruder, and moves with the apparatus. In another embodiment, the printing apparatus is attached to an independently moving or fixed mechanism attached to the three-dimensional manufacturing apparatus. In another embodiment, the printing device is aligned with respect to the attachment device but is not attached to the attachment device. In some embodiments, the printing apparatus includes a print head (s), which may be a piezo print head, a thermal print head, a MEMS print head, an electrostatic print head, . In another embodiment, the printing apparatus includes a single nozzle unit of a plotter type, a print head which may be a continuous ink jet or drop on demand system. In some embodiments, the printhead of the printing apparatus may be positioned at any angle within the range of +45 to -45 degrees with respect to the extruder of the attachment apparatus.

다른 실시예에서, 인쇄 장치는 층별 형성 프로세스를 이용하여 3차원 폴리머 물체를 형성하는 임의의 자유 형상 제작 장치와 한 쌍이 될 수 있다. 이러한 장치의 비한정적인 예는 라미네이트형 물체 제조 장치 또는 3차원 포토폴리머 장치를 포함한다.
In another embodiment, the printing apparatus can be paired with any free-form fabrication apparatus that forms a three-dimensional polymeric object using a layered formation process. Non-limiting examples of such devices include a laminate-type object manufacturing apparatus or a three-dimensional photopolymer apparatus.

본 발명의 일부 실시예에서, 3차원 제작 방법은 제1 폴리머층을 부착하는 단계, 제1 폴리머층 상으로 제1 잉크층을 인쇄하는 단계, 제1 잉크층 상으로 제2 폴리머층을 부착하는 단계 및 제2 폴리머층 상으로 제2 잉크층을 인쇄하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 제작 프로세스는 완전한 3차원 물체가 형성될 때까지 반복될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 폴리머층은 각각 복수의 폴리머층을 포함할 수 있다. 제1(또는 제2) 폴리머층을 형성하는 복수의 폴리머층은 모두 동일한 폴리머로 형성될 필요는 없고, 하나 이상의 별개 폴리머를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2 잉크층은 각각 복수의 잉크층을 포함할 수 있다. 제1(또는 제2) 잉크층을 형성하는 복수의 잉크층은 모두 동일한 잉크로 형성될 필요는 없고, 하나 이상의 별개 잉크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리머층 및 잉크층은 3차원 물체를 제작할 때 서로 다른 회수로 그리고 서로 다른 순서로 부착될 수 있다. 폴리머층 및/또는 잉크층은 이전에 부착된 층 위로 완전히 연장될 필요는 없다. 일부 경우에, 잉크층은 이전에 부착된 폴리머층(또는 잉크층)의 일부 위로만 부착될 수 있다. 예를 들어, 잉크층은 2개의 둘러싸는 폴리머층 사이에 캡슐화될 수 있다. 일부 실시예에서, 한 층을 다른 층 상으로 인쇄 또는 부착하는 단계는 2개의 층이 서로 바인딩하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나의 층의 다른 층으로의 바인딩은 형성 프로세스 동안 층들이 서로 분리되지 않는다는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 2개의 폴리머층 사이에 인쇄된 잉크층은 2개의 폴리머층의 폴리머 재료에서 용해성이 있고 서로 바인딩하는 단계에서 2개의 폴리머층 사이에 접합이 형성되게 하는 적어도 하나의 성분을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크층은 코팅을 형성하기 위하여 완전한 3차원 물체 상에 프린트될 수 있다. 일부 실시예에서, 코팅은 예를 들어 0.01 내지 5 mm의 두께를 갖는 쉘(shell) 역할을 할 수 있다. 일부 실시예에서, 오버코트층이 잉크층에 가해질 수 있다. 일부 실시예에서, 오버코트층은 래커(lacquer)일 수 있으며, 다른 실시예에서 반투명 또는 투명 폴리머일 수 있다.
In some embodiments of the present invention, a three-dimensional fabrication method includes attaching a first polymer layer, printing a first ink layer onto a first polymer layer, attaching a second polymer layer onto the first ink layer And printing the second ink layer onto the second polymer layer. In some embodiments, the fabrication process may be repeated until a complete three-dimensional object is formed. In some embodiments, the first and second polymer layers may each comprise a plurality of polymer layers. The plurality of polymer layers forming the first (or second) polymer layer need not be all formed of the same polymer, but may comprise one or more separate polymers. In some embodiments, the first and second ink layers may each comprise a plurality of ink layers. The plurality of ink layers forming the first (or second) ink layer need not be all formed of the same ink, but may include one or more separate inks. In some embodiments, the polymer layer and the ink layer may be attached at different times and in different orders when making a three-dimensional object. The polymer layer and / or ink layer need not extend completely over the previously deposited layer. In some cases, the ink layer may only be deposited over a portion of the previously attached polymer layer (or ink layer). For example, an ink layer may be encapsulated between two surrounding polymer layers. In some embodiments, the step of printing or adhering one layer onto another may cause the two layers to bind to each other. In some embodiments, binding of one layer to another layer means that the layers are not separated from each other during the forming process. In some embodiments, the ink layer printed between the two polymer layers is soluble in the polymeric material of the two polymeric layers and may have at least one component that causes a bond to form between the two polymeric layers in the step of binding to each other have. In some embodiments, the ink layer may be printed on a complete three-dimensional object to form a coating. In some embodiments, the coating may serve as a shell having a thickness of, for example, 0.01 to 5 mm. In some embodiments, an overcoat layer may be applied to the ink layer. In some embodiments, the overcoat layer may be a lacquer, and in other embodiments may be a translucent or transparent polymer.

일부 실시예에서, 잉크층은 폴리머층의 주변 에지를 따라 인쇄될 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크층은 폴리머층의 주변 에지로 확산하는 잉크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 주변 잉크층은 폴리머가 투명 또는 반투명 폴리머 재료를 포함하는 폴리머 상에 인쇄될 수 있다. 일부 실시예에서, 투명 또는 반투명 폴리머 상에 인쇄된 주변 잉크층은 잉크층이 폴리머층으로 연장되는 것으로 보이도록 광학적 환영을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 추가 폴리머 층이 잉크층의 주변에 인가될수 있어, 이에 의해 박리 또는 긁힘으로부터의 보호를 제공하고, 폴리머 재료는 투명 또는 반투명 폴리머 재료를 포함할 수 있다.
In some embodiments, the ink layer may be printed along the peripheral edge of the polymer layer. In some embodiments, the ink layer may include ink that diffuses to the peripheral edge of the polymer layer. In some embodiments, the peripheral ink layer may be printed on a polymer wherein the polymer comprises a transparent or semi-transparent polymeric material. In some embodiments, the peripheral ink layer printed on the transparent or translucent polymer may produce an optical illusion such that the ink layer appears to extend into the polymer layer. In some embodiments, an additional polymer layer may be applied to the periphery of the ink layer thereby providing protection from peeling or scratching, and the polymer material may comprise a transparent or translucent polymeric material.

3차원 제작 방법은 3차원 제작 장치를 광학적으로 정렬하기 위하여 일부 실시예에서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어 목표 패턴과 같은 잉크층 패턴이 하나 또는 여러 층의 희생 3차원 물체 상에 인쇄되거나 임의의 3차원 물체 상에 무해하게 인쇄된다. 일부 실시예에서, 잉크층 패턴은 광학 센서로 스캐닝되고, 광학 정렬 시험의 결과가 3차원 물체에 대하여 압출기뿐만 아니라 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템을 위치 설정하는데 사용된다.
The three dimensional fabrication method may be used in some embodiments to optically align the three dimensional fabrication system. In some embodiments, for example, an ink layer pattern, such as a target pattern, is printed on one or several layers of sacrificial three-dimensional objects or printed harmlessly on any three-dimensional object. In some embodiments, the ink layer pattern is scanned with an optical sensor, and the result of the optical alignment test is used to position the printhead and ink delivery system as well as the extruder with respect to the three-dimensional object.

일부 실시예에서, 폴리머층은 잉크층이 폴리머층으로 인쇄되기 전에 완전히 부착될 수 있다. 다른 실시예에서, 폴리머가 부착되는 프로세스에 있는 동안, 잉크층이 동일한 폴리머층 상으로 인쇄될 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 잉크층의 제1 부분은 제1 잉크를 포함하고, 적어도 하나의 잉크층의 제2 부분은 제2 잉크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 폴리머층의 제1 부분은 제1 폴리머 재료를 포함하고, 적어도 하나의 폴리머층의 제2 부분은 제2 폴리머 재료를 포함할 수 있다.
In some embodiments, the polymer layer can be fully attached before the ink layer is printed with the polymer layer. In another embodiment, the ink layer can be printed on the same polymer layer while in the process of attaching the polymer. In some embodiments, a first portion of the at least one ink layer comprises a first ink, and a second portion of the at least one ink layer comprises a second ink. In some embodiments, a first portion of the at least one polymer layer comprises a first polymeric material, and a second portion of the at least one polymeric layer comprises a second polymeric material.

3차원 제작 프로세스의 개략도가 도 3에 제공된다. 잉크층은, 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템(54)이 선택적으로 염료 또는 안료를 포함하는 잉크 방울(52)을 폴리머(56) 상으로 부착하게 함으로써 폴리머층 상에 형성된다. 잉크 방울(52)은 잉크가 폴리머(56)를 접촉하는 상호 작용 영역(58)을 형성한다.
A schematic diagram of the three-dimensional fabrication process is provided in FIG. The ink layer is formed on the polymer layer by causing the printhead and ink delivery system 54 to selectively adhere ink droplets 52, including dyes or pigments, onto the polymer 56. The ink droplets 52 form an interaction area 58 where the ink contacts the polymer 56.

일부 실시예에서, 3차원 제작 프로세스 동안에 지지 구조체가 3차원 물체에 인접하게 형성되거나 또는 이에 부착된다. 일부 실시예에서, 3차원 장치는 폴리머 재료로부터 형성된다. 일부 실시예에서, 부착 장치가 지지 구조체를 형성하는데 사용된다. 다른 실시예에서, 제2 부착 장치가 지지 구조체를 형성하는데 사용된다. 일부 실시예에서, 지지 구조체는 3차원 물체로부터 제거 가능하다. 일부 실시예에서, 이형성(releasable) 잉크층은 3차원 물체와 지지 구조체 사이에 인쇄된다. 일부 실시예에서, 이형성 잉크층은 지지 구조체가 부착되는 위치에서만 3차원 물체 상이 인쇄될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체는 제거를 위해 더 작은 조각으로 부숴질 수 있다.
In some embodiments, the support structure is formed adjacent to or attached to the three-dimensional object during the three-dimensional fabrication process. In some embodiments, the three-dimensional device is formed from a polymeric material. In some embodiments, an attachment device is used to form the support structure. In another embodiment, a second attachment device is used to form the support structure. In some embodiments, the support structure is removable from the three-dimensional object. In some embodiments, a releasable ink layer is printed between the three-dimensional object and the support structure. In some embodiments, the releasable ink layer can be printed on a three-dimensional object image only at a location where the support structure is attached. In some embodiments, the support structure can be broken into smaller pieces for removal.

지지 구조체의 폴리머 재료는 3차원 물체를 형성하는데 사용되는 폴리머 재료와 일부 실시예에서 유사하고, 일부 실시예에서는 동일하다. 지지 구조체 및/또는 3차원 물체는 하나 이상의 폴리머 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조체는, 예를 들어 수용성 왁스, 폴리에틸렌 산화물 및 글리콜 계열 폴리머, 폴리비닐 피롤리돈 계열 폴리머, 메틸 비닐 에테르 또는 말레산 계열 폴리머와 같은 수용성, 용제 용해성 또는 알칼리 용해성 폴리머인 폴리머 재료를 포함할 수 있다.
The polymeric material of the support structure is similar in some embodiments to the polymeric material used to form the three-dimensional object, and is the same in some embodiments. The support structure and / or the three-dimensional object may be formed of one or more polymeric materials. In some embodiments, the support structure comprises a polymer that is a water soluble, solvent soluble or alkali soluble polymer such as, for example, a water soluble wax, a polyethylene oxide and a glycol based polymer, a polyvinyl pyrrolidone based polymer, a methyl vinyl ether or a maleic acid based polymer Materials.

일부 실시예에서, 지지 구조체는 외부 잉크층을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 잉크층은 지지 구조체에 포함된 폴리머 재료에서 용해 가능한 적어도 하나의 성분을 가진다. 일부 실시예에서, 폴리머 재료에서의 상기 적어도 하나의 성분은 폴리머 재료의 용해를 가속할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 성분은, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜 또는 폴리에틸렌 산화물과 같은 예를 들어 저분자량 화합물일 수 있다. 다른 실시예에서, 폴리머 재료에서의 상기 적어도 하나의 성분은 지지 구조체의 폴리머 재료의 용해 이전에 외부 잉크층이 용해되게 한다. 일부 실시예에서, 상기 적어도 하나의 성분은, 예를 들어, 염화 칼륨, 옥살산 칼륨 또는 시트르산 나트륨과 같은 염, 폴리비닐 알콜 또는 폴리에틸렌 산화물과 같은 저분자량 수용성 폴리머, 또는 디메틸 요소 또는 프로필렌 글리콜과 같은 수용성 유기 화합물일 수 있다.
In some embodiments, the support structure may have an outer ink layer. In some embodiments, the outer ink layer has at least one component that is soluble in the polymeric material contained in the support structure. In some embodiments, the at least one component in the polymeric material may accelerate dissolution of the polymeric material. In some embodiments, the at least one component may be, for example, a low molecular weight compound such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyalkylene glycol or polyethylene oxide. In another embodiment, the at least one component in the polymeric material causes the external ink layer to dissolve prior to dissolution of the polymeric material of the support structure. In some embodiments, the at least one component is selected from the group consisting of salts such as, for example, potassium chloride, potassium oxalate or sodium citrate, low molecular weight water soluble polymers such as polyvinyl alcohol or polyethylene oxide, Organic compound.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 폴리머층은, 예를 들어 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌(ABS(acrylonitrile butadiene styrene)), 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 환상 올레핀(cyclic olefin) 폴리머 및 코폴리머, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 액정 폴리머 수지(LCP(liquid crystal polymer resin)), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK(polyether ether ketone)), 열가소성 엘라스토머(TPE(thermoplastic elastomer)), 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리설폰, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 다알릴 프탈레이트 수지, 셀룰로즈 플라스틱, 로진 변성 말레산 수지, 그 코폴리머, 임의의 다른 고분자 구조체 및 그 조합과 같은 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리머는 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌이다. 일부 실시예에서, 폴리머층은, 예를 들어 콜라겐, 엘라스틴, 히드로겔, 크세로겔, 단백질, 펩티드 또는 이들의 임의의 조합과 같은 생체 적합성 또는 생분해성 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리머층은 예를 들어 폴리카프로락톤(PCL(polycaprolactone)), 폴리(D,L,-락티드-코-글라이콜라이드glycolide)(PLGA), 폴리악티드(PLA(polyactide)), 폴리(락티드-코-카프로락톤)(PLCL) 또는 이들의 임의의 조합과 같은 합성 폴리머를 포함할 수 있다.
In some embodiments, the at least one polymer layer is formed from a polymeric material such as, for example, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyacrylates, polyolefins, cyclic olefin polymers and copolymers, polycarbonates, poly Amide, polyimide, polyethylene and polybutylene terephthalate, liquid crystal polymer resin (LCP), polyether ether ketone (PEEK), thermoplastic elastomer (TPE), polystyrene , Polyvinyl chloride, polysulfones, polyacrylates, polyurethanes, polyamides, polyesters, polyolefins, epoxy resins, silicone resins, diallyl phthalate resins, cellulose plastics, rosin-modified maleic acid resins, Polymeric structures, and combinations thereof. In some embodiments, the polymer is acrylonitrile butadiene styrene. In some embodiments, the polymer layer may include biocompatible or biodegradable polymeric materials such as, for example, collagen, elastin, hydrogel, xerogel, proteins, peptides or any combination thereof. In some embodiments, the polymeric layer is formed from a polymeric material such as, for example, polycaprolactone (PCL), poly ( D, L , -lactide-co-glycolide glycolide) (PLGA), polyactide ), Poly (lactide-co-caprolactone) (PLCL), or any combination thereof.

일부 실시예에서, 제1 폴리머층은 제1 잉크층의 인가에 의해 젖게 된다. 일부 실시예에서, 제1 잉크층의 잉크는 제1 폴리머층(들)으로 확산될 수 있는 가소성 또는 용해성 잉크이다. 일부 실시예에서, 개선된 젖음성을 획득하기 위하여, 폴리머층 및 잉크층은 플라즈마 또는 코로나 방전으로 처리될 수 있다. 일부 실시예에서, 층들은 예를 들어 1 내지 5 mm 거리에서 층들의 표면 위로 방전 소스를 통과시켜 처리될 수 있다.
In some embodiments, the first polymer layer is wetted by application of the first ink layer. In some embodiments, the ink of the first ink layer is a plastic or soluble ink that can diffuse into the first polymer layer (s). In some embodiments, to obtain improved wettability, the polymer layer and the ink layer may be treated with a plasma or corona discharge. In some embodiments, the layers may be treated by passing a discharge source over the surface of the layers, for example, at a distance of 1 to 5 mm.

일부 실시예에서, 인쇄 장치의 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템은 잉크층을 인쇄한다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 잉크층은 예를 들어 염료, 안료 및/또는 촉매를 갖는 잉크를 포함한다. 일부 실시예에서, 잉크는 컬러 잉크이다. 일부 실시예에서, 촉매는 무전해 금속화 촉매(electroless metalization catalyst) 일 수 있다. 일부 실시예에서, 무전해 금속화는, 예를 들어, 염 또는 팔라듐, 루테늄, 플래티넘, 은, 오스뮴, 이리듐 또는 코발트의 유기 금속 복합체일 수 있다. 일부 실시예에서, 화학 주기율표에서 8, 9, 10 및 11족의 다른 금속은 본 발명의 범위 내에 있다. 일부 실시예에서, 잉크는 은 또는 팔라듐인 무전해 금속화 촉매를 포함할 수 있다.
In some embodiments, the printhead of the printing device and the ink delivery system prints the ink layer. In some embodiments, the at least one ink layer comprises an ink having, for example, a dye, pigment and / or catalyst. In some embodiments, the ink is a color ink. In some embodiments, the catalyst may be an electroless metallization catalyst. In some embodiments, the electroless metallization may be, for example, a salt or organometallic complex of palladium, ruthenium, platinum, silver, osmium, iridium or cobalt. In some embodiments, other metals of Groups 8, 9, 10 and 11 in the Periodic Table of the Chemical Sciences are within the scope of the present invention. In some embodiments, the ink may comprise an electroless metallization catalyst that is silver or palladium.

일부 실시예에서, 잉크, 폴리머 재료 또는 잉크와 폴리머 재료 양자는 활성 성분을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 활성 성분은, 예를 들어, 활성 제약 성분(pharmaceutical ingredient) 또는 세포 배양체일 수 있다. 일부 실시예에서, 활성 제약 성분은, 예를 들어 코르티코스테로이드, 디클로페낙 나트륨, 아스피린, 이부프로펜 또는 아세트아미노펜과 같은 소염제 성분; 예를 들어 에베로리무스, 파클리탁셀 또는 조타롤리무스와 같은 위 내막 성장 억제 성분; 와파린, 헤라핀, 폰다파리눅스 또는 바트록소빈과 같은 혈액 응고 방지제; 예를 들어 시코로스포린, 타크로리무스, 시롤리무스, 지멜라가트란 또는 마이코페놀산과 같은 면역 억제 성분; 예를 들어, 단클론 항-IL-2Rα 리셉터 항체, 폴리클론 항-T-세포 항체, 항-흉선 세포 글로불린(ATG(anti-thymocyte globulin) 또는 힝-림프 세포 글로불린(ALG(anti-lymphocyte globulin))과 같은 항체; 또는 예를 들어 알킬화제, 항대사성 물질, 식물체 알칼로이드 또는 토포이소머라이제 억제제와 같은 화학 요법 약제; 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 세포 배양체는, 예를 들어, 줄기 세포, 연골 세포, 골 세포, 근육 세포, 피부 세포, 췌장 세포, 신장 세포, 간 세포, 신경 세포 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 세포 배양체는 생세포 배양체이다.
In some embodiments, the ink, the polymeric material, or both the ink and the polymeric material may comprise the active ingredient. In some embodiments, the active ingredient may be, for example, an active pharmaceutical ingredient or a cell culture. In some embodiments, the active pharmaceutical ingredient comprises an anti-inflammatory agent component such as, for example, corticosteroid, diclofenac sodium, aspirin, ibuprofen or acetaminophen; Gastric growth inhibitory components such as, for example, everolimus, paclitaxel or gutarolimus; Anticoagulants such as warfarin, herapine, fondaparinux or batroxobin; An immunosuppressive component such as, for example, cicosporin, tacrolimus, sirolimus, gimelagatran or mycophenolic acid; For example, a monoclonal anti-IL-2Ra receptor antibody, a polyclonal anti-T-cell antibody, anti-thymocyte globulin (ATG) or anti- lymphocyte globulin (ALG) Or chemotherapeutic agents such as, for example, alkylating agents, antimetabolites, plant alkaloids or topoisomerase inhibitors, or any combination thereof. In some embodiments, cell cultures can be, for example, A stem cell, a cartilage cell, a bone cell, a muscle cell, a skin cell, a pancreatic cell, a kidney cell, a liver cell, a neuron cell, or any combination thereof In some embodiments, the cell culture is a live cell culture .

일부 실시예에서, 활성 성분을 갖는 단일 잉크층 또는 폴리머층이 인쇄/부착될 수 있다. 다른 실시예에서, 다수의 잉크층 또는 폴리머층이 연속하여 인쇄될 수 있다. 활성 성분을 갖는 잉크층 또는 폴리머층의 개수를 가변함으로써, 3차원 물체 상의 활성 성분의 농도 및/또는 양은 가변될 수 있다는 것이 현재 이해된다. 일부 실시예에서, 잉크층은, 생체 적합성 또는 생분해성 폴리머를 이용하여 형성된 폴리머층 상에 세포 배양체를 포함하는 잉크를 이용하여 형성된다. 일부 실시예에서, 세포 배양체를 포함하는 잉크를 이용하여 형성된 잉크층은 생체 적합성 또는 생분해성 폴리머 상에 생조직을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 생조직은 세포 배양체 내의 세포의 종류에 대응할 것이다.
In some embodiments, a single ink layer or polymer layer with an active component may be printed / attached. In another embodiment, a plurality of ink layers or polymer layers may be printed successively. It is presently understood that by varying the number of ink layers or polymer layers with active ingredients, the concentration and / or amount of active ingredient on the three-dimensional object can be varied. In some embodiments, the ink layer is formed using an ink comprising a cell culture on a polymer layer formed using a biocompatible or biodegradable polymer. In some embodiments, the ink layer formed using an ink comprising a cell culture may form a living tissue on the biocompatible or biodegradable polymer. In some embodiments, the viable tissue will correspond to the type of cells in the cell culture.

일부 실시예에서, 잉크는 25℃의 온도에서 1 내지 150 cps 범위 내, 1 내지 50 cps 범위 내 또는 1 내지 22 cps 범위 내의 점도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크는 25℃의 온도에서 18 내지 72 dyne/cm 범위 내, 20 내지 40 dyne/cm 범위 내 또는 22 내지 33 dyne/cm 범위 내의 표면 장력을 가질 수 있다.
In some embodiments, the ink may have a viscosity in the range of 1 to 150 cps, 1 to 50 cps, or 1 to 22 cps at a temperature of 25 캜. In some embodiments, the ink may have a surface tension in the range of 18 to 72 dyne / cm at a temperature of 25 占 폚, in the range of 20 to 40 dyne / cm, or in the range of 22 to 33 dyne / cm.

일부 실시예에서, 잉크는 3차원 물체의 잉크의 용해도 파라미터와 폴리머의 용해도 파라미터에 기초하여 개별적으로 선택될 수 있다. 힐데브랜트(Hildebrand) 용해도 파라미터(δ) 및 한센(Hansen) 용해도 파라미터로서도 알려진 용해도 파라미터는, 확산 결합 에너지(δd), 쌍극자-쌍극자 분자간 힘(δp) 및 수소 결합(δh)을 포함하는 다양한 분자간 힘의 결과라는 것이 현재 이해된다. 구체적인 힐데브랜트 용해도 파라미터는 다음의 수학식을 이용하여 계산될 수 있다.
In some embodiments, the ink may be individually selected based on the solubility parameter of the ink of the three-dimensional object and the solubility parameter of the polymer. The solubility parameter, also known as the Hildebrand solubility parameter and the Hansen solubility parameter, includes the diffusion bond energy (delta d ), dipole-dipole intermolecular force (delta p ) and hydrogen bond (delta h ) It is now understood that this is the result of various intermolecular forces. The specific Hildebrand solubility parameter can be calculated using the following equation:

[수학식 1][Equation 1]

δ = (δd 2 + δp 2 + δh 2)0.5
隆 = (隆d 2 + 隆p 2 + 隆h 2 ) 0.5

2개의 재료가 동일한 힐데브랜트 용해도 파라미터를 가지고 있다면, 이들은 서로 상호 작용할 수 있다. 일부 실시예에서, 2개 재료의 한센 용해도 파라미터가, 용제 또는 잉크 내로의 폴리머와 같이, 하나의 재료가 다른 재료에서 용해될 것인지를 판단하는데 사용될 수 있다. 상호 작용 범위(R0)라 불리는 값이 용해될 재료에 주어진다. 폴리머와 같은 용해될 재료의 상호 작용 범위는 한센 공간에서 구(sphere)를 정의할 수 있다. 잉크와 같은 제2 재료가 상호 작용 범위에 의해 정의되는 구 내에 있다면, 폴리머는 잉크 내로 용해되는 것으로 고려될 수 있다. 구는 다음의 수학식에 의해 정의된다.
If the two materials have the same Hildebrand solubility parameter, they can interact with each other. In some embodiments, the Hansen solubility parameter of the two materials can be used to determine whether one material will dissolve in another material, such as a polymer into a solvent or ink. A value called interaction range (R 0 ) is given to the material to be melted. The interaction range of the material to be dissolved, such as a polymer, can define a sphere in the Hansen space. If a second material such as ink is in a sphere defined by the interaction range, the polymer may be considered to be dissolved into the ink. The phrase is defined by the following equation.

[수학식 2]&Quot; (2) "

D(I-P) = [4(δdi - δdp)2 + (δpi - δpp)2 + (δhi - δhp)2]0.5
D (IP) = [4 ( δ d i - δ d p) 2 + (δ p i - δ p p) 2 + (δ h i - δ h p) 2] 0.5

여기에서, D(I-P)는 잉크와 폴리머 용해도 구의 중심 사이의 거리이고; δXi는 잉크에 대한 (위에서 정의된 바와 같은) 한센 성분이고; δXp는 폴리머에 대한 (위에서 정의된 바와 같은) 한센 성분이다.
Where D (IP) is the distance between the center of the sphere of the ink and the polymer solubility; ? X i is the Hansen component (as defined above) for the ink; ? X p is the Hansen component (as defined above) for the polymer.

일부 실시예에서, 구체적인 잉크는 3차원 물체를 위해 사용되는 구체적인 폴리머와의 용해도 상호 작용에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 폴리머 내에서의 잉크의 용해도는 열원 또는 에너지원을 이용함으로써 향상될 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크에서의 향상된 용해도는, 예를 들어 잉크의 건조 특성을 향상시키는 것을 포함하는 추가 이점을 제공한다. 일부 실시예에서, 열원은, 예를 들어 대류 가열, 전도, 복사 또는 그 조합일 수 있다. 일부 실시예에서, 열원 또는 에너지원은 3차원 물체가 제작된 후에 적용된다. 다른 실시예에서, 열원 또는 에너지원은 3차원 물체의 제작 동안에 적용된다. 다른 실시예에서, 예를 들어, 에너지원은 전자기 에너지원일 수 있다. 일부 실시예에서, 전자기 에너지원은, 예를 들어, 적외선, 근적외선, 가시광선, 고주파, 극초단파 또는 그 조합일 수 있다. 많은 폴리머 및 잉크는 가시광선 내지 적외선 범위에서 투과성이지만, 일부 실시예에서, 폴리머는 동일한 범위에서 에너지를 흡수할 수 있는 안료, 염료 또는 무전해 금속화 촉매로 보충될 수 있어, 이에 따라 프로세스 효율을 증가시킨다. 추가로, 일부 실시예에서, 다양한 적외선, 근적외선, 가시광선 에너지, 극초단파 또는 고주파 흡수제가 잉크를 보충하는데 사용될 수 있다.
In some embodiments, the specific ink may be selected based on solubility interactions with the specific polymer used for the three-dimensional object. In some embodiments, the solubility of the ink in the polymer can be improved by using a heat source or an energy source. In some embodiments, the improved solubility in the ink provides a further advantage, including, for example, improving the drying properties of the ink. In some embodiments, the heat source may be, for example, convection heating, conduction, radiation, or a combination thereof. In some embodiments, a heat source or energy source is applied after the three-dimensional object is fabricated. In another embodiment, a heat source or energy source is applied during fabrication of the three-dimensional object. In another embodiment, for example, the energy source may be an electromagnetic energy source. In some embodiments, the electromagnetic energy source may be, for example, infrared, near infrared, visible light, high frequency, microwave, or a combination thereof. Many polymers and inks are transmissive in the visible to infrared range, but in some embodiments the polymers can be supplemented with pigments, dyes, or electroless metallization catalysts that can absorb energy in the same range, . Additionally, in some embodiments, various infrared, near infrared, visible light energy, microwave or high frequency absorbers may be used to supplement the ink.

일부 실시예에서, 잉크는 수학식 2에 의해 정의되는 바와 같은 상호 작용 범위 내에 있는 용해도 파라미터를 가질 수 있다. 상호 작용 범위 내에 있는 용해도 파라미터를 갖는 잉크는 본 명세서에서 가소성 잉크(plasticizing ink)라 한다. 일부 실시예에서, 가소성 잉크는 컬러 코팅 또는 쉘을 제공하거나, 기능성 코팅을 제공하거나 또는 3차원 폴리머 물체의 표면 품질을 개선하는데 활용될 수 있다. 일부 실시예에서, 가소성 잉크는, 예를 들어 무전해 금속화 촉매 또는 다른 촉매, 항미생물제 또는 이형 첨가제를 포함하는 기능성 첨가제를 더 포함한다. 일부 실시예에서, 가소성 잉크는 경화될 수 있는 3차원 폴리머 물체에 코팅을 제공한다. 일부 실시예에서, 코팅은 UV 경화성 코팅이다. 일부 실시예에서, 경화성 코팅은 물체의 처리되지 않은 표면에서의 임의의 갭을 채움으로써 3차원 폴리머 물체 상에 더 매끈한 표면을 생성할 수 있다.
In some embodiments, the ink may have a solubility parameter that is within an interaction range as defined by equation (2). The ink having the solubility parameter within the interaction range is referred to herein as a plasticizing ink. In some embodiments, the plastic ink may be utilized to provide a color coating or shell, provide a functional coating, or improve the surface quality of a three-dimensional polymeric object. In some embodiments, the fizzing ink further comprises a functional additive, including, for example, an electroless metallization catalyst or other catalyst, an antimicrobial agent or a release additive. In some embodiments, the plastic ink provides a coating to a three-dimensional polymeric object that can be cured. In some embodiments, the coating is a UV curable coating. In some embodiments, the curable coating can create a smoother surface on a three-dimensional polymeric object by filling any gaps on the untreated surface of the object.

일부 실시예에서, 폴리머와 가소성 잉크로 형성된 3차원 폴리머 물체는, 로스트 왁스 주조(lost-wax casting)로도 알려진 매몰 주조(investment casting)를 위한 모델을 생산하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서 가소성 잉크가 주조 동안에 더 깨끗한 번아웃(burnout) 프로세스를 허용한다는 것이 현재 이해된다.
In some embodiments, a three-dimensional polymeric object formed of a polymer and a plastic ink may be used to produce a model for investment casting, also known as lost-wax casting. It is presently understood that in some embodiments the plastic ink allows a cleaner burnout process during casting.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 잉크층의 제1 부분은 가소성 잉크를 이용하여 형성되고, 적어도 하나의 잉크층의 제2 부분은 제1 잉크보다 더 높은 농도의 가소제를 갖는 제2 가소성 잉크로 형성된다. 일부 실시예에서, 2개의 상이한 잉크에서의 가소제의 양에서의 차이는 잉크층의 표면 또는 물성에서의 차이를 발생시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 높은 농도의 가소제를 갖는 가소성 잉크를 이용하여 형성된 3차원 물체는 가소성 잉크가 아닌 잉크를 이용하여 형성된 3차원 물체에 비하여 증가된 가요성을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 가소성 잉크는 3차원 물체 상에 매끈한 표면을 형성한다. 가소성 잉크가 폴리머층의 표면의 일부를 용해하여 이에 의해 더 매끈한 표면을 형성할 수 있다는 것이 현재 이해된다.
In some embodiments, a first portion of the at least one ink layer is formed using a fusible ink, and a second portion of the at least one ink layer is formed of a second fusible ink having a higher concentration of the plasticizer than the first ink do. In some embodiments, the difference in the amount of plasticizer in the two different inks can cause differences in the surface or physical properties of the ink layer. In some embodiments, a three-dimensional object formed using a plastic ink having a high concentration of plasticizer may exhibit increased flexibility compared to a three-dimensional object formed using ink rather than a plastic ink. In some embodiments, the plastic ink forms a smooth surface on the three-dimensional object. It is presently understood that the fictive ink can dissolve a portion of the surface of the polymer layer, thereby forming a smoother surface.

다른 실시예에서, 프린트 헤드 및 잉크 운반 시스템은 수학식 2에 의해 정의되는 바와 같은 상호 작용 범위 외부에 있는 용해도 파라미터를 갖는 잉크를 포함한다. 상호 작용 범위 외부에 있는 용해도 파라미터를 갖는 잉크는 본 명세서에서 이형성 잉크(releasable ink)라 한다. 일부 실시예에서, 이형성 잉크는 3차원 폴리머 물체로부터 지지 구조체를 분리하는데 도움을 주도록 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 이형성 잉크는 3차원 물체 상의 쉘을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 이형성 잉크는, 예를 들어, 쉘을 형성하는데 이용되는 염료, 안료 또는 촉매를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 쉘은 컬러 쉘일 수 있다. 일부 실시예에서, 이형성 잉크의 컬러 쉘을 갖는 3차원 물체는 정착액으로 처리될 수 있다. 일부 실시예에서, 정착액은 수학식 2에 의해 정의된 바와 같은 상호 작용 범위 내의 용해도 파라미터를 갖는 임의의 액체 또는 용액일 수 있다. 일부 실시예에서, 3차원 물체 상의 컬러 쉘의 정착 프로세스는, 예를 들어, 열, 빛 또는 전자기 에너지의 인가에 의해 가속될 수 있다. 일부 실시예에서, 임의의 휘발 성분이 진공으로 또는 진공을 이용하지 않고 기화될 수 있다.
In another embodiment, the printhead and ink delivery system comprises an ink having a solubility parameter that is outside the interaction range as defined by equation (2). Inks having a solubility parameter outside the interaction range are referred to herein as releasable inks. In some embodiments, the releasable ink can be used to help separate the support structure from the three-dimensional polymeric object. In another embodiment, the releasable ink may provide a shell on a three-dimensional object. In some embodiments, the releasable ink may further comprise, for example, a dye, pigment or catalyst used to form the shell. In some embodiments, the shell may be a color shell. In some embodiments, the three-dimensional object having the color shell of the releasable ink may be treated with a fixative. In some embodiments, the fixer may be any liquid or solution having a solubility parameter within the interaction range as defined by equation (2). In some embodiments, the process of fixing the color shell on a three-dimensional object can be accelerated, for example, by the application of heat, light or electromagnetic energy. In some embodiments, any volatile components may be vaporized in vacuum or without the use of a vacuum.

다른 실시예에서, 3차원 제작 장치에 의해 활용된는 잉크는 3차원 물체를 형성하기 위하여 활용되는 구체적인 폴리머에 대한 낮은 결합 친화도를 가질 수 있어, 이에 의해 폴리머에 대한 잉크의 낮은 접착력을 제공한다. 일부 실시예에서, 잉크가 폴리머 상으로 인쇄되어 컬러 쉘을 형성하면, 적어도 하나의 최종 폴리머층이 컬러 쉘 상으로 부착되어 3차원 물체 상에서 잉크를 유지하는데 도움을 줄 수 있다. 이러한 실시예에서, 최종층을 위한 폴리머는, 예를 들어 투명 또는 반투명일 수 있으며, 아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리 (아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌), 폴리에스테르, 투명 폴리아미드, 환형 지방족 올레핀 폴리머 및 코폴리머, 스틸렌 아크릴로니트릴 폴리머, 폴리비닐 클로라이드, 에폭시를 갖는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 반사성 또는 불투명 잉크층이 컬러 쉘을 인쇄하기 전에 폴리머 상으로 인쇄될 수 있다.
In another embodiment, the ink utilized by the three-dimensional fabrication apparatus may have a low binding affinity for the specific polymer utilized to form the three-dimensional object, thereby providing low adhesion of the ink to the polymer. In some embodiments, when ink is printed onto the polymer to form a color shell, at least one final polymer layer may be attached onto the color shell to help keep the ink on the three-dimensional object. In this embodiment, the polymer for the final layer may be, for example, transparent or translucent and may be selected from the group consisting of acrylate, methacrylate, polycarbonate, poly (acrylonitrile butadiene styrene), polyester, Olefin polymers and copolymers, styrene acrylonitrile polymers, polyvinyl chloride, and epoxies. In some embodiments, a reflective or opaque ink layer may be printed on the polymeric surface before printing the color shell.

다른 실시예에서, 낮은 접착력의 잉크가 3차원 물체의 폴리머 상에서 인쇄되어 외부 컬러 쉘을 인쇄할 수 있으며, 그 다음, 컬러 쉘은 영구적인 투명 래커가 분사되어 컬러 쉘 상에 래커 코팅을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 래커는, 예를 들어 3차원 물체의 외부 컬러 쉘을 보호할 수 있다. 일부 실시예에서, 래커는, 예를 들어, 투명 또는 반투명 폴리머와 같은 빠르게 건조되는 폴리머 용액일 수 있다. 일부 실시예에서, 래커는, 예를 들어, 부틸 아세테이트 내의 니트로셀룰로오스 용액일 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 래커는, 예를 들어, 빠르게 경화하는 열경화성 UV 또는 IV 경화성 수지일 수 있다.
In another embodiment, a low adhesion ink may be printed on the polymer of the three-dimensional object to print an outer color shell, and then the color shell may be sprayed with a permanent transparent lacquer to form a lacquer coat on the color shell have. In some embodiments, the lacquer may, for example, protect the outer color shell of the three-dimensional object. In some embodiments, the lacquer may be a rapidly drying polymer solution, such as, for example, a clear or translucent polymer. In some embodiments, the lacquer may be, for example, a nitrocellulose solution in butyl acetate. In some other embodiments, the lacquer may be, for example, a fast curing thermosetting UV or IV curable resin.

예Yes

예 1 - 용제 및 가소성 잉크 검토Example 1 - Solvent and Plastic Ink Review

Lexmark 22420 잉크젯 프린터는 아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌(ABS) 상에 양호한 컬러 커버리지를 제공하도록 열 프린트 헤드가 장비되었다. ABS 플레이트는 McMaster Carr로부터 입수되었다. 컬러층이 ABS 플레이트 상으로 인쇄되었고, 컬러의 부착은 ASTM 표준 D3359의 "Test for Measuring Adhesion by Tape Test"를 이용하여 시험되었다. 결과는 ABS 플레이트에 대한 컬러층의 접착력이 낮았다는 것을 보여 주었다.
The Lexmark 22420 inkjet printer is equipped with a thermal printhead to provide good color coverage over acrylonitrile butadiene styrene (ABS). The ABS plate was obtained from McMaster Carr. The color layers were printed on ABS plates and the color adhesion was tested using ASTM standard D3359 "Test for Measuring Adhesion by Tape Test ". The results showed that the adhesion of the color layer to the ABS plate was low.

컬러 접착력을 개선하기 위하여, 컬러가 코팅된 ABS 플레이트는 테트라히드로푸란인 휘발성 용제에 담그졌다. 그 다음, 플레이트가 10분 동안 60℃의 오븐 내에 배치되었다. 플레이트는 오븐으로부터 제거되었고, ASTM 표준 D3359 시험이 반복되었다. 결과는 ABS 플레이트에 대한 개선된 컬러 접착력을 보여 주었다.
To improve color adhesion, the color coated ABS plate was immersed in a volatile solvent that was tetrahydrofuran. The plate was then placed in an oven at 60 DEG C for 10 minutes. The plates were removed from the oven and the ASTM standard D3359 test was repeated. The results showed improved color adhesion to the ABS plate.

컬러층의 ABS 플레이트로의 인가가 반복되었지만, 컬러가 코팅된 플레이트는 휘발성 테트라히드로푸란 대신에 프로필렌 카보네이트인 비휘발성 용제 내에 담그졌다. 그 다음, ABS 플레이트가 10분 동안 60℃의 오븐 내에 배치되었고, 컬러 접착력이 ASTM 표준 D3359 시험에 따라 시험되었다. 결과는 테트라히드로푸란 플레이트로 획득된 결과와 유사하였다.
Application of the color layer to the ABS plate was repeated, but the color coated plate was immersed in a nonvolatile solvent that was propylene carbonate instead of volatile tetrahydrofuran. The ABS plate was then placed in an oven at 60 DEG C for 10 minutes and the color adhesion was tested according to the ASTM standard D3359 test. The results were similar to those obtained with tetrahydrofuran plates.

예 2 - 컬러 잉크 조성 검토Example 2 - Review the color ink composition

99.8% 디이소프로필 아디페이트와 0.2% Zonlyl FSO 계면 활성제(듀폰) 및 샤피(Sharpie)로부터 추출된 극소량의 흑색 염료를 함유하는 잉크가 Dimension 1200 ES 프린터 상에서 ASB로부터 제조된 ABS 3-D 물체 및 ABS 플레이트 상으로 만년필 촉을 이용하여 부착되었다. 컬러 패턴의 접착력이 ASTM 표준 D3359의 "Test for Measuring Adhesion by Tape Test"를 이용하여 시험되어 통과되었다.
Inks containing 99.8% diisopropyl adipate and a very small amount of black dye extracted from 0.2% Zonlyl FSO surfactant (DuPont) and Sharpie were mixed with ABS 3-D objects made from ASB on a Dimension 1200 ES printer and ABS It was attached to the plate using a fountain pen. The adhesion of the color pattern was tested and passed using "Test for Measuring Adhesion by Tape Test" of ASTM standard D3359.

예 3 - 가소성 잉크 검토Example 3 - Plastic Ink Review

99.8% 프로필렌 카보네이트와 0.2% Zonlyl FSO 계면 활성제(듀폰)를 함유하는 잉크가 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT(polybutylene terephthalate)) 플레이트 상에서 만년필 촉을 이용하여 부착되었다. 제2 PBT 플레이트가 컬러 코팅된 PBT 플레이트 상에 배치되어 105℃ 오븐 내에 배치되었다. 30분 후에, 2개의 PBT 플레이트가 함께 부착되었다. 2개의 플레이트의 접착이 223℃의 PBT의 녹는점 훨씬 아래의 온도에서 발생되었다. 105℃의 오븐 내에 배치된 2개의 코팅되지 않은 PBT 플레이트를 이용하여 시험이 반복되었다. 플레이트는 서로 접착되지 않았다.
An ink containing 99.8% propylene carbonate and 0.2% Zonlyl FSO surfactant (DuPont) was applied using a fountain pen tip on a polybutylene terephthalate (PBT) plate. A second PBT plate was placed on a color coated PBT plate and placed in a 105 ° C oven. After 30 minutes, two PBT plates were attached together. The adhesion of the two plates occurred at temperatures well below the melting point of PBT at 223 ° C. The test was repeated with two uncoated PBT plates placed in an oven at < RTI ID = 0.0 > 105 C. < / RTI > The plates did not adhere to each other.

예 4 - 이형성 잉크 검토Example 4 - Dissimilar ink review

도데카메틸펜타실록산 용액이 만년필 촉을 이용하여 ABS 플레이트 상으로 직접 부착되었다. 그 다음, 코팅된 ABS 플레이트는 제2의 깨끗한 ABS 플레이트로 덮여, 함께 클램핑되었다. 2개의 플레이트는 35분 동안 150℃의 오븐 내에 배치되었다. 플레이트를 오븐으로부터 제거하자마자, 2개의 ABS 플레이트는 쉽게 분리되었다. 함께 클램핑되고 35분 동안 150℃의 오븐 내에 배치된 2개의 깨끗한 ABS 플레이트를 이용하여 시험이 반복되었다. 2개의 플레이트는 서로 소결되는 것으로 보였다.
The dodecamethylpentasiloxane solution was attached directly to the ABS plate using a fountain pen tip. The coated ABS plate was then covered with a second clean ABS plate and clamped together. The two plates were placed in an oven at 150 [deg.] C for 35 minutes. Upon removal of the plate from the oven, the two ABS plates were easily separated. The test was repeated with two clean ABS plates clamped together and placed in an oven at 150 ° C for 35 minutes. The two plates appeared to be sintered together.

예 5 - 팔라듐 계열 Example 5 - Palladium series 무전해Electroless 촉매 함유 잉크 검토 Review of catalyst-containing ink

N-메틸피롤디돈에서 1.5 중량%의 팔라듐 에세테이트를 함유하는 잉크가 PBT 플레이트 상으로 미리 결정된 패턴으로 만년필 촉으로 부착되었다. 코팅된 플레이트는 10분 동안 70℃ 오븐 내에 배치되었다. 코팅된 PBT 플레이트가 오븐으로부터 제거된 후, 패터닝된 표면은 2분 동안 2% 보란 디메틸라민 복합체(DMAB(borane dimethylamine complex)) 수용액으로 처리되고, 그 다음 증류수로 세척되었다. 이어, 코팅되고 처리된 PBT 플레이트는 25분 동안 90℃ 온도에서 무전해 니켈 도금 용액(Caswell)에 넣어졌다. PBT 플레이트는 패터닝된 영역에서 밝고 전기적으로 전도성인 금속 부착물을 생성하였다.
An ink containing 1.5% by weight of palladium acetate in N-methylpyrrolidone was deposited on the PBT plate in a predetermined pattern on the fountain pen. The coated plates were placed in a 70 < 0 > C oven for 10 minutes. After the coated PBT plate was removed from the oven, the patterned surface was treated with an aqueous 2% borane dimethylamine complex (DMAB) solution for 2 minutes, then washed with distilled water. The coated and treated PBT plates were then placed in an electroless nickel plating solution (Caswell) at 90 DEG C temperature for 25 minutes. The PBT plate produced bright and electrically conductive metal deposits in the patterned area.

예 6 - 은 계열 Example 6 - Series 무전해Electroless 촉매 함유 잉크 검토 Review of catalyst-containing ink

99ml의 40% w/w 테트라히드로푸란 수용액에서 1.0g의 질산은을 용해시켜 촉매 잉크가 마련되었다. 촉매 잉크는 ABS 플레이트의 표면 상으로 만년필 촉을 이용하여 미리 결정된 패턴으로 부착되었다. 그 다음, 패터닝된 ABS 플레이트는 15분 동안 70℃ 오븐 내에 배치되었다. ABS 플레이트가 오븐으로부터 제거된 후, 패터닝된 표면은 2분 동안 45℃에서 2% 보란 디메틸라민 복합체(DMAB) 수용액으로 처리되고, 그 다음 증류수로 세척되었다. 이어, 코팅되고 처리된 ABS 플레이트는 15분 동안 60℃ 온도에서 무전해 구리 도금 용액 A(표 1)에 넣어졌다. ABS 플레이트는 패터닝된 영역에서 밝고 전기적으로 전도성인 금속 부착물을 생성하였다.
1.0 g of silver nitrate was dissolved in 99 ml of an aqueous solution of 40% w / w tetrahydrofuran to prepare a catalyst ink. The catalyst ink was deposited in a predetermined pattern on the surface of the ABS plate using a fountain pen tip. The patterned ABS plate was then placed in a 70 DEG C oven for 15 minutes. After the ABS plate was removed from the oven, the patterned surface was treated with an aqueous solution of 2% borane dimethylamine complex (DMAB) at 45 ° C for 2 minutes, then washed with distilled water. The coated and treated ABS plate was then placed in electroless copper plating solution A (Table 1) at a temperature of 60 DEG C for 15 minutes. The ABS plate produced bright and electrically conductive metal deposits in the patterned area.

무전해 구리 도금 용액 200 mLElectroless copper plating solution 200 mL 황산구리 5수화물Copper sulfate pentahydrate 8.00g8.00 g 포르말린formalin 20.80g20.80g 수산화나트륨Sodium hydroxide 12.50g12.50g 테트라하이드록시프로필 에틸렌디아민Tetrahydroxypropylethylenediamine 12.00g12.00 g 트리이소프로판올 아민Triisopropanolamine 2.00g2.00 g 황산니켈Nickel sulfate 0.03g0.03 g Triton X-100 계면활성제Triton X-100 surfactant 0.02g0.02 g

예 7 - 컬러 Example 7 - Color 패터닝된Patterned 접착력 검토 Adhesion Review

Cannon Pixima IP 2702 프린터가 열 잉크젯 프린트 헤드를 장비하였다. 컬러 패터닝된 층이 5 mil(또는 1/000 인치) 두께의 ABS 플레이트 상으로 인쇄되고, 컬러 접착력이 ASTM 표준 D3359 "Test for Measuring Adhesion by Tape Test"를 이용하여 시험되었다. 결과는 ABS 플레이트에 대한 컬러 패터닝된 층의 접착력이 낮다는 것을 보여주었다.
The Cannon Pixima IP 2702 printer is equipped with a thermal inkjet printhead. The color patterned layer was printed on a 5 mil (or 1/000 inch) thick ABS plate and the color adhesion was tested using ASTM standard D3359 "Test for Measuring Adhesion by Tape Test ". The results showed that the adhesion of the color patterned layer to the ABS plate was low.

컬러 패터닝된 층의 컬러 접착력을 개선하기 위하여, 컬러 패터닝된 층이 5 mil 두께의 ABS 플레이트 상으로 인쇄되었고, 제2 ABS 플레이트가 인쇄된 컬러층 상에 배치되어 2개의 플레이트가 고온 전기 이온을 이용하여 함께 융합되었다. 이미지 풀질은 ABS 플레이트의 양측 상에서 양호한 것으로 보였다. 융합된 ABS 플레이트는 ASTM 표준 D3359 "Test for Measuring Adhesion by Tape Test"를 이용하여 과도한 벤딩 및 접착력 시험을 받았다. 과도한 벤딩 동안 이미지는 왜곡되지 않았고, 양호한 접착력을 보여주었다.
In order to improve the color adhesion of the color patterned layer, the color patterned layer was printed on a 5 mil thick ABS plate and a second ABS plate was placed on the printed color layer so that the two plates were hot And fused together. Image patching appeared to be good on both sides of the ABS plate. The fused ABS plate was subjected to excessive bending and adhesion tests using ASTM standard D3359 "Test for Measuring Adhesion by Tape Test ". During excessive bending, the image was not distorted and showed good adhesion.

예 8 - 컬러 Example 8 - Color 패터닝된Patterned 접착력 검토 Adhesion Review

5 mil 두께의 ABS 플레이트는 Krylon Flat White Spray Paint가 분사 코팅되었고, 이어서 건조되었다. 그 다음, 예 7의 Cannon Pixima IP 2702 프린터가 사용되어 5 mm 두께의 처리되지 않은 ABS 플레이트 상으로 컬러 패터닝된 층을 인쇄하였다. 이어, 컬러 패터닝된 ABS 플레이트는 분사 코팅된 ABS 플레이트 상의 컬러 패터닝된 측이 아래로 향하도록 배치되었고, 고온 전자 이온으로 소결되었다. 컬러 패터닝된 층의 이미지 품질은 예 7에서 만들어진 이미지보다 눈에 더 잘 띄고 더 선명한 것으로 보였다.
The 5 mil thick ABS plate was spray coated with Krylon Flat White Spray Paint followed by drying. A Cannon Pixima IP 2702 printer of Example 7 was then used to print a color patterned layer on a 5 mm thick unprocessed ABS plate. The color patterned ABS plate was then arranged with the color patterned side on the spray coated ABS plate facing downward and sintered with hot electron ions. The image quality of the color patterned layer appeared to be more noticeable and sharper than the image made in Example 7.

예 9 - 컬러 Example 9 - Color 패터닝된Patterned 접착력 검토 Adhesion Review

예 7의 Cannon Pixima IP 2702 프린터가 5 mil 두께의 ABS 플레이트 상으로 컬러 패터닝된 층을 인쇄하는데 사용되었다. 이미지 품질은 양호하였다. 그 다음, ABS 플레이트의 컬러 패터닝된 측은 Krylon Crystal Clear Acrylic가 분사 코팅되고 1시간 동안 건조되었다. 처리된 ABS 시트가 건조된 후에, 스카치 테이프로 과도한 벤딩 및 접착력 시험을 받았다. 과도한 벤딩 동안 이미지는 왜곡되지 않았고, ABS 플레이트에 대한 양호한 접착력을 보여주었다.
The Cannon Pixima IP 2702 printer of Example 7 was used to print a color patterned layer on a 5 mil thick ABS plate. Image quality was good. The color patterned side of the ABS plate was then spray coated with Krylon Crystal Clear Acrylic and dried for 1 hour. After the treated ABS sheet was dried, it was subjected to excessive bending and adhesion tests with Scotch tape. During excessive bending, the image was not distorted and showed good adhesion to the ABS plate.

예 10 - 투명 Example 10 - Transparent 폴리머Polymer 상의 다층 컬러 인쇄 검토 Multi Color Printing Review

3차원 물체를 형성하기 위한 융합 부착 모델링 기계가 상업적으로 이용 가능한 키트인 Rap Man USA 버전 3.1.0으로부터 조립되었다. 그 다음, 이 기계는 열 잉크젯(TIJ(thermal inkjet)) 프린트 헤드를 이용한 인쇄를 허용하는 HP 2.5 평가 키트를 장비하였다. 이 기계의 하드웨어 및 펌웨어는 TIJ 프린트 헤드가 3차원 물체의 층별 형성 동안 잉크층을 인쇄하는데 사용될 수 있도록 변형되었다. TIJ 인쇄는 기계의 X 축에 부착된 광 리미트 스위치에 의해 트리거되었다.
Fusion attachment modeling machines to form three-dimensional objects were assembled from Rap Man USA version 3.1.0, a commercially available kit. The machine was then equipped with an HP 2.5 evaluation kit that allowed printing with a thermal inkjet (TIJ) printhead. The hardware and firmware of this machine have been modified so that TIJ printheads can be used to print ink layers during layer formation of three-dimensional objects. TIJ printing was triggered by the optical limit switch attached to the machine's X-axis.

3차원 물체는 변형된 기계를 이용하여 테네시주 사우스 피츠버그의 UltiMachine로부터 입수된 PLA 폴리머로 형성되었다. 3차원 물체는 20×20×6 mm이었으며, 개별 층 두께는 0.25 mm(24 층)이었다.
The three-dimensional object was formed from a PLA polymer obtained from UltiMachine of South Pittsburgh, Tennessee using a modified machine. The three-dimensional object was 20 × 20 × 6 mm, and the individual layer thickness was 0.25 mm (24 layers).

예 10a - 종래의 인쇄를 이용한 열악한 접착력Example 10a - poor adhesion using conventional printing

십자가 이미지가 HP 45 흑색 잉크를 이용하여 3차원 PLA 폴리머 물체의 상부 층(층 #24) 상에 인쇄되었다. 이미지는 종이 수건으로 3차원 물체로부터 쉽게 제거되었다.
The cross image was printed on the top layer (layer # 24) of the three dimensional PLA polymer object using HP 45 black ink. Images were easily removed from three-dimensional objects with paper towels.

예 10b - 부품의 표면 아래의 인쇄Example 10b - Printing under the surface of a part

십자가 이미지가 HP 45 잉크를 이용하여 3차원 PLA 폴리머 물체의 상부 층의 아래에 있는 한 층(층 #23) 상에 인쇄되었다. 이미지는 선명하였고, 양호한 콘트라스트를 가졌으며, 물체의 표면이 종이 수건으로 문질러졌을 때에 이미지의 완전성은 변경되지 않았다. 또한, 이미지는 ASTM 표준 D3359 시험을 통과하였다.
The cross image was printed on one layer (layer # 23) below the top layer of a three dimensional PLA polymeric object using HP 45 ink. The image was clear, had good contrast, and the integrity of the image did not change when the surface of the object was rubbed with a paper towel. In addition, the images passed the ASTM standard D3359 test.

예 10c - Z 축을 따른 인쇄Example 10c - Printing along the Z axis

십자가 이미지가 HP 45 잉크를 이용하여 3차원 PLA 폴리머 물체의 여러 층(층 #3 내지 23) 상에 인쇄되었다. 이미지는 3차원 물체의 주변 에지로부터 0.25 mm에 위치 설정되었다. 이미지는 선명하였고, 양호한 콘트라스트를 가졌으며, 물체의 표면이 종이 수건으로 문질러졌을 때에 X, Y 및 Z 축 모두에서의 완전성은 변경되지 않았다. 또한, 이미지는 ASTM 표준 D3359 시험을 통과하였다.
The cross image was printed on several layers (layers # 3 to 23) of the three dimensional PLA polymer object using HP 45 ink. The image was positioned 0.25 mm from the peripheral edge of the three-dimensional object. The images were clear, had good contrast, and did not change their completeness in the X, Y, and Z axes when the surface of the object was rubbed with a paper towel. In addition, the images passed the ASTM standard D3359 test.

예 11 - 투명 Example 11 - Transparent 폴리머Polymer 상의 다층 컬러 인쇄 검토 Multi Color Printing Review

3차원 물체를 형성하기 위한 융합 부착 모델링 기계가 상업적으로 이용 가능한 키트인 Rap Man USA 버전 3.1.0으로부터 조립되었다. 그 다음, 이 기계는 열 잉크젯(TIJ) 프린트 헤드를 이용한 인쇄를 허용하는 HP 2.5 평가 키트를 장비하였다. 이 기계의 하드웨어 및 펌웨어는 TIJ 프린트 헤드가 3차원 물체의 층별 형성 동안 잉크층을 인쇄하는데 사용될 수 있도록 변형되었다. TIJ 인쇄는 기계의 X 축에 부착된 선형 인코더에 의해 트리거되었다.Fusion attachment modeling machines to form three-dimensional objects were assembled from Rap Man USA version 3.1.0, a commercially available kit. The machine was then equipped with an HP 2.5 evaluation kit that allows printing with a thermal inkjet (TIJ) printhead. The hardware and firmware of this machine have been modified so that TIJ printheads can be used to print ink layers during layer formation of three-dimensional objects. TIJ printing was triggered by a linear encoder attached to the machine's X-axis.

Claims (48)

3차원 물체의 제작을 위하여 하나 이상의 폴리머를 선택하는 단계;
선택된 상기 폴리머의 용해도 파라미터와 잉크의 용해도 파라미터에 기초하여 상기 3차원 물체의 제작을 위하여 하나 이상의 상기 잉크를 선택하는 단계; 및
선택된 상기 잉크와 선택된 상기 폴리머를 이용하여 상기 3차원 물체를 제작하는 단계
를 포함하는,
3차원 제작 방법.
Selecting one or more polymers for the production of a three-dimensional object;
Selecting one or more of the inks for the production of the three-dimensional object based on the solubility parameter of the selected polymer and the solubility parameter of the ink; And
Forming the three-dimensional object using the selected ink and the selected polymer
/ RTI >
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크는, 안료, 염료, 촉매 또는 활성 성분 중 하나 이상을 포함하는,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
The selected inks may contain one or more of pigments, dyes, catalysts or active ingredients,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크는, 무전해 금속화 촉매를 포함하는,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
The ink selected comprises an electroless metallization catalyst,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크는, 팔라듐, 루테늄, 플래티넘, 은, 오스뮴, 이리듐, 코발트 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 무전해 금속화 촉매를 포함하는,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the selected ink comprises an electroless metallization catalyst selected from the group consisting of palladium, ruthenium, platinum, silver, osmium, iridium, cobalt and combinations thereof.
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크는, 제약 성분 또는 세포 배양체로부터 선택된 활성 성분을 포함하는,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
The selected ink contains an active ingredient selected from a pharmaceutical ingredient or cell culture,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크는, 소염제 성분, 위 내막 성장 억제 성분, 혈액 응고 방지제, 항체, 면역 억제 성분, 화학 요법 약제 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 활성 성분을 포함하는,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
The selected ink comprises an active ingredient selected from the group consisting of an anti-inflammatory agent component, a gastric laxative component, a blood coagulation inhibitor, an antibody, an immunosuppressive component, a chemotherapeutic agent,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크는, 줄기 세포, 연골 세포, 골 세포, 근육 세포, 피부 세포, 췌장 세포, 간 세포, 신경 세포 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 활성 성분을 포함하는,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
The selected ink may contain active ingredients selected from the group consisting of stem cells, cartilage cells, bone cells, muscle cells, skin cells, pancreatic cells, liver cells, neurons and combinations thereof.
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크는, 컬러 잉크인,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
The selected ink is a color ink,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크는, 가소성 잉크 또는 이형성 잉크인,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
The selected ink may be a plastic ink or a releasable ink,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
선택된 상기 잉크와 선택된 상기 폴리머는, 상기 3차원 물체의 제작 동안 에너지원으로 처리되는,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
Wherein said selected ink and said selected polymer are processed as an energy source during fabrication of said three-
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제1항에 있어서,
상기 3차원 물체의 제작을 위하여 제2 폴리머를 선택하는 단계; 및
선택된 상기 제1 폴리머의 용해도 파라미터, 선택된 상기 제2 폴리머의 용해도 파라미터 및 제2 잉크의 용해도 파라미터에 기초하여 상기 3차원 물체의 제작을 위하여 상기 제2 잉크를 선택하는 단계
를 더 포함하고,
상기 3차원 물체의 제작은, 선택된 상기 제1 폴리머, 선택된 상기 제1 잉크, 선택된 상기 제2 폴리머 및 선택된 상기 제2 잉크를 이용하는,
3차원 제작 방법.
The method according to claim 1,
Selecting a second polymer for making the three-dimensional object; And
Selecting the second ink for making the three-dimensional object based on the solubility parameter of the selected first polymer, the solubility parameter of the selected second polymer, and the solubility parameter of the second ink selected
Further comprising:
Wherein the production of the three-dimensional object is performed by using the selected first polymer, the selected first ink, the selected second polymer and the selected second ink,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제11항에 있어서,
선택된 상기 제1 잉크와 선택된 상기 제2 잉크는 상기 3차원 물체에 상이한 표면 특성을 제공하는,
3차원 제작 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the selected first ink and the selected second ink provide different surface characteristics to the three-dimensional object,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제11항에 있어서
선택된 상기 제2 잉크는, 상기 3차원 물체 상에 외부 잉크층을 형성하는,
3차원 제작 방법.
The method of claim 11, wherein
Wherein the selected second ink forms an outer ink layer on the three-dimensional object,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
제12항에 있어서,
선택된 상기 제2 잉크는, 가소성 잉크 또는 이형성 잉크인,
3차원 제작 방법.
13. The method of claim 12,
The selected second ink may be a plastic ink or a releasable ink,
3 - Dimensional Manufacturing Method.
삭제delete 3차원 물체의 제작을 위하여 제1 폴리머를 선택하는 단계;
상기 3차원 물체의 제작을 위하여 제2 폴리머를 선택하는 단계;
선택된 상기 제1 폴리머의 용해도 파라미터, 선택된 상기 제2 폴리머의 용해도 파라미터 및 잉크의 용해도 파라미터에 기초하여 상기 3차원 물체의 제작을 위하여 하나 이상의 상기 잉크를 선택하는 단계; 및
선택된 상기 잉크와 선택된 상기 제1 및 제2 폴리머를 이용하여 상기 3차원 물체를 제작하는 단계
를 포함하는 3차원 제작 방법에 의해 제작되고,
선택된 상기 잉크는, 팔라듐, 루테늄, 플래티넘, 은, 오스뮴, 이리듐, 코발트 및 그 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 무전해 금속화 촉매를 포함하는,
3차원 물체.
Selecting a first polymer for the production of a three-dimensional object;
Selecting a second polymer for making the three-dimensional object;
Selecting one or more of the inks for the production of the three-dimensional object based on the selected solubility parameter of the first polymer, the solubility parameter of the selected second polymer, and the solubility parameter of the ink; And
Forming the three-dimensional object using the selected ink and the selected first and second polymers
Dimensional manufacturing method including the steps of:
Wherein the selected ink comprises an electroless metallization catalyst selected from the group consisting of palladium, ruthenium, platinum, silver, osmium, iridium, cobalt and combinations thereof.
3D objects.
3차원 물체의 제작을 위하여 제1 폴리머를 선택하는 단계;
상기 3차원 물체의 제작을 위하여 제2 폴리머를 선택하는 단계;
선택된 상기 제1 폴리머의 용해도 파라미터, 선택된 상기 제2 폴리머의 용해도 파라미터 및 잉크의 용해도 파라미터에 기초하여 상기 3차원 물체의 제작을 위하여 하나 이상의 상기 잉크를 선택하는 단계; 및
선택된 상기 잉크와 선택된 상기 제1 및 제2 폴리머를 이용하여 상기 3차원 물체를 제작하는 단계
를 포함하는 3차원 제작 방법에 의해 제작되고,
선택된 상기 잉크는, 제약 성분 또는 세포 배양체로부터 선택된 활성 성분을 포함하는,
3차원 물체.
Selecting a first polymer for the production of a three-dimensional object;
Selecting a second polymer for making the three-dimensional object;
Selecting one or more of the inks for the production of the three-dimensional object based on the selected solubility parameter of the first polymer, the solubility parameter of the selected second polymer, and the solubility parameter of the ink; And
Forming the three-dimensional object using the selected ink and the selected first and second polymers
Dimensional manufacturing method including the steps of:
The selected ink contains an active ingredient selected from a pharmaceutical ingredient or cell culture,
3D objects.
삭제delete 제16항에 있어서,
상기 3차원 물체는 외부 잉크층을 포함하고,
상기 외부 잉크층은 가소성 잉크를 포함하는,
3차원 물체.
17. The method of claim 16,
Wherein the three-dimensional object comprises an outer ink layer,
Wherein the outer ink layer comprises a plastic ink,
3D objects.
제16항에 있어서,
상기 3차원 제작 방법은, 상기 3차원 물체의 제작 동안 선택된 상기 잉크와 선택된 상기 제1 및 제2 폴리머를 에너지원으로 처리하는 단계를 더 포함하는,
3차원 물체.
17. The method of claim 16,
Wherein the three-dimensional fabrication method further comprises processing the selected ink and the selected first and second polymers during fabrication of the three-dimensional object as an energy source.
3D objects.
제17항에 있어서,
상기 3차원 물체는 외부 잉크층을 포함하고,
상기 외부 잉크층은 가소성 잉크를 포함하는,
3차원 물체.
18. The method of claim 17,
Wherein the three-dimensional object comprises an outer ink layer,
Wherein the outer ink layer comprises a plastic ink,
3D objects.
제17항에 있어서,
상기 3차원 제작 방법은, 상기 3차원 물체의 제작 동안 선택된 상기 잉크와 선택된 상기 제1 및 제2 폴리머를 에너지원으로 처리하는 단계를 더 포함하는,
3차원 물체.18. The method of claim 17,
Wherein the three-dimensional fabrication method further comprises processing the selected ink and the selected first and second polymers during fabrication of the three-dimensional object as an energy source.
3D objects. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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